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所屬欄目:交通運輸論文 發布日期:2010-08-26 14:53 熱度:
摘要:改性乳化瀝青稀漿封層技術是近年迅速發展的路面維修施工技術,可應用在較大交通量的舊路面上作為罩面處治,效果良好。本文結合岳麓大道西延拓改工程主車道路段(含匝道)瀝青砼路面工程,簡述該項技術作為上封層在公路拓改養護中的應用,供類似工程參考。
關鍵詞:改性乳化瀝青;稀漿封層;路面養護
1前言
稀漿封層是用適當級配的石屑,以乳化瀝青為結合料,加填料(石粉、水泥、石灰、粉煤灰等)、添加劑和水按一定比例拌和而成的流動狀態的瀝青混合料,然后將其均勻攤鋪在路面上而形成的瀝青封層;經析水、蒸發、凝固成型,形成密實、堅固、耐磨的瀝青混合料薄層。
由于在改性乳化瀝青稀漿混合料中,呈親水性的改性乳化瀝青對骨料裹覆性能更好、粘接力更強,于是呈現流動形態的稀漿與原路面結合很牢固;凝固成型后的瀝青由于通過改性處理、又具有較高的軟化點、較強的抵抗永久變形能力;所以瀝青耐用性能更好,這也就使得老路面的磨損老化、裂縫、光滑、松散等得以徹底改善,同時本項技術保留了原稀漿封層所具有的一切優點,能達到路面的防水、抗滑、平整和耐磨作用,具有施工快、造價低、用途廣、能耗低等特點。因而,改性乳化瀝青稀漿封層是一種發展前途較為廣闊的新工藝。
2工程概況
岳麓大道西延拓改工程主車道路段(含匝道)瀝青砼路面工程,岳麓大道西延工程屬于長益高速公路一段,長沙西大門的主干道;本工程總施工面積12萬平方米,施工內容包括舊水泥混凝土路面維修及處理,瀝青混凝土路面施工等。
3原材料的選用
我們首先進行了原材料的準備工作,對其材料進行了對比和優選。
(一)選用骨料:出于對瀝青與石料的粘附性以及乳化瀝青破乳速度等方面的考慮,我們不選用價格便宜、但粘附性相對欠缺的白云石,而仍堅持采用了相對價格較高的瀏陽九強溪石灰巖碎石。確定骨料后,我們安排了專人在碎石場協調生產,檢查破碎設備的篩板、督促材料商選用堅硬、耐磨、無風化并表面干凈的毛石破碎,隨時抽查骨料的級配,確保了骨料的質量。
由于碎石場安裝的是具有較高分篩能力要求的反擊式破碎設備,根據以往施工經驗,將破碎分篩中最小篩網調整為9.5mm,使得粗集料和細集料在破碎的同時進行均勻混合。以下表1是混合后骨料級配抽查結果,表2為規范要求上下限的級配曲線與實際通過率的曲線比較圖。實踐證明,這樣生產出來的集料粗細混合均勻,其級配是符合規范要求的。
表1骨料級配
表2級配曲線比較
(二)選用改性乳化瀝青:采用慢裂拌和型改性乳化瀝青(新規范型號為BCR、陽離子)。選用浙江鎮海A級70#優質石油瀝青作為基質瀝青,改性劑采用丁苯膠乳(SBR),改性后瀝青軟化點達到53℃、含量不小于60%。
按照生產規程,利用膠體磨乳化機組,現場生產改性陽離子瀝青乳液。然后采用外摻法將乳化瀝青與SBR進行機械混合,其中采用SBR干膠用量占瀝青用量的1.2%左右。具體生產工藝見下圖。
改性乳化瀝青稀漿封層是一個系統工程,機械設備、材料都是對其影響重大。改性乳化瀝青是關鍵環節,而乳化劑則是關鍵中關鍵。
而影響破乳時間的因素有多種多樣,其關鍵又在于改性乳化瀝青的生產。在實際生產中,我們綜合考慮骨料的酸堿性、基質瀝青等等多方面因素,依照我們自有技術配制與其對應的乳化劑,確保生產出的改性乳化瀝青呈酸性(控制其PH值為4-6之間);加之我們選用的石灰巖骨料呈堿性,這樣乳液中瀝青顆粒與骨料表面吸附穩固,從而有效地提高了瀝青與骨料的粘附性,達到上封層施工的需要。
生產過程中采用了Cacl2•2H2O作為穩定劑,起到增加乳化瀝青穩定度等作用。另需注意:如選陽離子乳化劑,那SBR膠乳也應選用陽離子型,否則會出現結團離析等現象。
(三)填料:一般可用水泥、石灰粉、粉煤灰等小于0.075mm粒徑的粉料,這些粉料既可填充空隙,提高封層的強度與耐磨性,又可調整稀漿封層混合料的稠度與均勻性。選用Ro32.5普通硅酸鹽水泥作填料,用量是骨料重量的0.5~1%,在實際過程中依照情況可微調。
(四)水:采用飲用水,按配合比加入。
4上封層施工
通過試驗驗證后,可將該配比用于實際施工生產。在治理老路面坑槽、沉陷等病害后,封層厚控制10mm左右,在該段試驗路鋪筑改性乳化瀝青稀漿封層四萬多平方。
4.1稀漿封層機
改性乳化瀝青稀漿封層施工要求機具拌和及分料能力強,能在短時間內將混合料拌勻并送到攤鋪箱處。我們使用國產RF—100型乳化瀝青稀漿封層機進行試驗路施工,該主機動力132kW,輔機動力59kW,骨料倉容積9.0m3,乳化瀝青箱、水箱箱容積均為2800L,輔料箱有兩個容積均為0.12m3,同時還配一個外加劑儲罐300L;混合料經雙軸葉片式強制拌和后送入3m寬攤鋪箱,箱內有兩組三排液壓螺旋分料器。該機拌和分散能力強,拌和效率高,完全能滿足改性乳化瀝青稀漿封層施工的需要。
4.2施工要點
1)強調采用即時生產的改性乳化瀝青,其原因是具有一定的溫度,使得稀漿混合料破乳、凝結的效果加快和增強;
2)強調做封層設備標定工作,標定關系到配比在實踐中運用的準確性問題,較大幅度偏離配比,勢必產生質量隱患;
3)密切關注原材料含水量、瀝青含量等,以指導施工配比進行相應的調整;
4)攤鋪槽是封層成功的關鍵之一。采用雪橇式攤鋪槽,攤鋪槽箱整體通過“雪橇”支撐、而懸浮在稀漿混合料上面,使攤鋪槽箱熨平板在行進中無障礙,因而平整度控制較準確、路面呈現平坦、穩定,厚度控制在10mm左右;
5)由于上封層對外觀要求較高,在攤鋪槽箱進行改進時,在尾部加設二次抹平裝置——利用一塊較柔軟的土工布在剛鋪筑出來的封層面上進行抹平;它具有幾方面作用:一是可以部分消除大骨料造成的刮痕,二是可在抹刮的過程中將稀漿混合料中的部分氣泡帶出、加快破乳,三是還可起到收漿作用,使得稀漿混合料外觀更細膩、更密實。
4.3質量關鍵點施工控制
1)下承層處理:由于稀漿封層僅對舊路面進行改進和提高,無法作結構層使用;因此,須對舊路面原有沉陷、坑槽、油包、擁包、“波浪彈簧地”等病害進行挖補等徹底處治,實施上封層,才能達到預期目的。
2)破乳時間控制:做上封層,封閉全部或部分路面,影響道路正常通行;因此,盡是開放交通成為上封層施工的一個關鍵點,破乳時間是關鍵。而影響破乳時間的因素有:施工時天氣和大氣濕度;乳化劑的選用;骨料的酸堿性與級配;還有填料的用量、用水量、攤鋪槽構造等其他因素。
總的來說,稀漿封層施工時必須選擇濕度偏小、利于水分蒸發的天氣;乳液應具有較高溫度,并呈酸性;骨料級配與填料用量應符合規范要求,與瀝青的粘附力必須達到相當程度;同時盡可能減少用水量,攤鋪槽加設二次抹平、杜絕超厚攤鋪等,從而達到降低封層的破乳時間的目的。
油石比是關系到上封層使用壽命的一個重要因素。瀝青用量過大,則路面在高溫季節易產生泛油,給道路帶來破壞性損害;瀝青用量過小,則封層的閉水作用減弱,粒料易松散,失去上封層的基本意義。
在實際施工過程中,定期多次進行封層材料標定工作,確保施工用量和配比的準確,嚴格控制油石比等技術指標;其次是,在施工前做好拌和試驗、濕輪磨耗試驗,通過實驗數據確定準確的配比。
5觀測結果
本試驗路段為K7+400~K11+400路段,原路面為使用了多年的瀝青混凝土,現階段路面表面剝落現象嚴重,明顯貧油骨料裸露較多,路面有大量的細小裂縫、麻面和部分松散、坑槽,槽坑破壞現已經采用瀝青貫入級配礫石填補。經過鋪筑改性乳化瀝青稀漿封層后,路況良好,完全恢復了路面的使用功能(見表3)。經過一段時間行車使用和雨季考驗,改性乳化瀝青稀漿封層試驗路段仍然完好,只是極少數地段存在有反射裂縫。
表3施工前后路面質量檢測情況表
已經完成改性乳化瀝青上封層圖。
5結論
選用改性乳化瀝青稀漿封層技術作為上封層的優點:
1)重新賦予了道路一層黑色、平坦、耐用、低噪音、高抗滑的表面,有效地更新和恢復了路面原有的部分使用性能。
2)具有較高抗磨耗、抗滑性能,特別適合交通量大、剎車性能要求高的山區公路和區間公路。
3)改性乳化瀝青稀漿封層固化快,鋪設面較厚,具備了裂縫密封、車轍填充等多種修復功能。
4)比傳統的熱瀝青罩面具有更好的封層效果,更能夠更好地防止向下滲水,從而更好地保護路面結構層。
5)如施工天氣較好、濕度較小,可在施工后一小時左右即可恢復交通,比熱瀝青表處施工、開放交通更快,減少了施工對交通的影響,提高了收費道路收入。
6)在基層穩定的前提下,優質的改性乳化瀝青稀漿封層使用壽命一般為4-6年,在使用壽命和使用效果等方面比3厘米熱瀝青表處罩面優越。
7)單位建設成本明顯低于有效厚度的熱瀝青表處罩面,進一步提高了道路的經濟效益、節約了養護成本。
參考文獻:
1、 公路瀝青路面施工技術規范(JTGF40-2004);
2、 姜云煥、欽蘭成、王立志。改性稀漿封層施工技術[J]。石油工業出版社出版2001.4;
文章標題:岳麓大道西延拓改工程封層技術在罩面養護實踐
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